專利名稱：薄板狀工件的熱處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來對半導(dǎo)體晶片或光盤用的基板或者液晶、顯示用基板之類的薄板狀的工件施行熱處理的熱處理裝置。
本申請人等在此之前曾由特愿平9-140492號提出了一種熱處理裝置用珀爾帖(Peltier)器件來加熱處理薄板狀的工件。
上述熱處理裝置，如圖4所示，在用來載置工件W的傳熱板21的下部，依次設(shè)置有多個輔助加熱用的珀耳帖器件22；內(nèi)置有電加熱器的主加熱裝置23；介以熱交換用的珀爾帖器件24而置位的冷卻裝置25。這樣一來，在對在上述傳熱板21上邊保持小的間隙而載置的工件W進行加熱時，來自傳熱面21a的輻射熱就將介以珀耳帖器件22傳往傳熱板21，用來自傳熱面21a的輻射熱把該工件W加熱到規(guī)定的溫度。此外，在使上述工件W的溫度下降(冷卻)的時候，就使傳熱板21的熱從上述珀耳帖器件22經(jīng)由加熱裝置23和熱交換用的珀耳帖器件24向冷卻裝置25移動。
如上所述那樣地使用了珀耳帖器件的熱處理裝置，由于在加熱時和冷卻時可以迅速地進行熱的移動，故具有處理效率非常出色的優(yōu)點。但是，在傳熱板21上裝配上多個珀耳帖器件22的情況下，因該珀耳帖器件22的形狀和大小等所產(chǎn)生的制約和實用上的問題等的緣故，完全沒間隙地密鋪該珀耳帖器件是困難的，相互之間形成間隙是不可避免的。因此，要使上述傳熱板21的溫度分布變成為完全均一是困難的，在存在有珀耳帖器件22和不存在珀耳帖器件22的部分之間易于產(chǎn)生溫度差，雖然該溫度差很小。在通常的熱處理中，這樣的溫度差不怎么會成為問題，但是，有時候因工件的種類而不得不施行精密的熱處理，在這樣的情況下，理想的是消除溫度差，使之變成盡可能均一的溫度分布。
本發(fā)明的主要的技術(shù)上的課題是提供能夠用簡單的機構(gòu)確實地使加熱處理工件時的傳熱板的溫度分布均一化的、加熱精度良好的熱處理裝置。
本發(fā)明的另一技術(shù)上的課題是在上述熱處理裝置中通過能夠迅速地升降傳熱板的溫度，提高工件加熱和冷卻時的效率。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供這樣的熱處理裝置，其構(gòu)成為在上表面上具備有用來向工件傳熱的傳熱面的傳熱板的下部，介以電加熱器裝配有多個珀耳帖器件和冷卻部分。上述電加熱器被設(shè)置得可以對上述傳熱板的整個傳熱面進行均勻的加熱。
倘采用具有上述構(gòu)成的熱處理裝置，則由于使電加熱器存在于多個珀耳帖器件與傳熱板之間，在進行工件的加熱處理時，使得這些珀耳帖器件和電加熱器一起使用，對傳熱板進行加熱，故可以用上述電加熱器對因存在有珀耳帖器件和不存在珀耳帖器件在傳熱板上產(chǎn)生溫度差的現(xiàn)象進行補償，使在該傳熱板上的整個傳熱面的溫度分布大體上變成為均一化。而且，由于可以用增減加到珀耳帖器件上去的通電量來簡單地調(diào)整傳熱板的溫度，故該傳熱板的溫度設(shè)定和調(diào)整是容易的。
此外，在使工件進行冷卻處理時，由于采用在使上述電加熱器OFF的同時使反向的直流流過上述珀耳帖器件的辦法，使該珀耳帖器件的傳熱板一側(cè)變成為冷卻一側(cè)，故傳熱板的熱通過該珀耳帖器件向冷卻部分移動，使得該傳熱板的溫度迅速地下降。
因此，在工件的溫度比傳熱板的設(shè)定溫度還高的時候，或者在使被傳熱板加熱后的工件冷卻的情況下，由于象上述那樣，采用切斷對電加熱器的供電的同時，使通往多個珀耳帖器件的通電方向反過來的辦法，用珀耳帖器件冷卻傳熱板，所以可以使傳熱板的溫度迅速地降低。
此外，由于珀耳帖器件的加熱一側(cè)由冷卻部分散熱，故珀耳帖器件的冷卻效率變高。
根據(jù)本發(fā)明的具體的實施形式，采用把發(fā)熱體埋設(shè)于具有耐熱性、傳熱性和電絕緣性的外皮之內(nèi)的辦法，上述電加熱器可以形成為具有與上述傳熱板的整個傳熱面對應(yīng)的大小的薄板狀。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施形式，在上述電加熱器與珀耳帖器件之間，把由傳熱性良好的材料構(gòu)成的中間板設(shè)置得把電加熱器覆蓋起來。該中件板兼為用來推壓保持上述電加熱器的裝置和使來自上述多個珀耳帖器件的熱進行擴散，以均等地向整個傳熱板傳熱的裝置，借助于該中間板的存在，就可以更為確實地實現(xiàn)傳熱板的溫度分布的均一化。
在本發(fā)明中，還可以在厚度方向上多個重疊地設(shè)置上述珀耳帖器件。
根據(jù)本發(fā)明的具體的實施形式，上述處理裝置具有檢測上述傳熱板的溫度并輸出信號的溫度傳感器；和根據(jù)該溫度傳感器的輸出信號控制給上述電加熱器和珀耳帖器件的通電的控制器。


圖1是表示本發(fā)明的熱處理裝置的一個實施例的剖面圖。
圖2是把電加熱器裝配到傳熱板上后的狀態(tài)的背視圖。
圖3是珀耳帖器件的配設(shè)狀態(tài)的平面圖。
圖4是在先方案的熱處理裝置的剖面圖。
圖1示出的是本發(fā)明的熱處理裝置的代表性的實施例。該熱處理裝置1具有在上表面上具備有用來向薄板狀的工件W傳熱的傳熱面2a的傳熱板2；在該傳熱板2的下部被設(shè)置得可以均等地對整個上述傳熱面2a進行加熱的電加熱器3；設(shè)于該電加熱器的下部的中間板4；被排列設(shè)置于該中間板4的下部，使得介以該中間板4和電加熱器3可以對上述傳熱板2加熱的多個珀耳帖器件5；設(shè)置于該珀耳帖器件5的下部的冷卻部分6。
上述傳熱板2是載置工件W并使之加熱和/或冷卻到規(guī)定的溫度的部件，被形成為比所載置的工件W直徑稍大直徑(例如200～320mm)的圓形，在其下面的外周上，如圖2所示，形成了環(huán)狀的邊沿2b，使得把電加熱器3圍在中間。該邊沿2b的內(nèi)徑比工件W的外徑稍大。
上述電加熱器3，通過把發(fā)熱體埋設(shè)于具有耐熱性、傳熱性和電絕緣性的外皮內(nèi)的辦法，形成為薄的薄板狀，同時形成為使得構(gòu)成與上述傳熱板2的傳熱面2a全體對應(yīng)的大小的圓形。上述發(fā)熱體采用把由因電阻而發(fā)熱的材料構(gòu)成的薄箔裁斷成規(guī)定的圖形，或者把線條材料彎曲成規(guī)定的圖形的辦法形成。上述外皮可用硅膠等形成。
此外，上述中間板4兼為用來推壓保持上述電加熱器3的裝置和使來自上述多個珀耳帖器件5的熱進行擴散，以均等地向整個傳熱板2傳熱的裝置，用鋁或銅之類的傳熱性好的材料形成，并設(shè)置得把整個上述電加熱器3覆蓋起來。該中間板4的厚度，理想的是例如約5mm。
上述珀耳帖器件5，如圖3所示，在上述傳熱板2的中心周圍，被配置為以等間隔的角度呈放射狀。此外，該珀耳帖器件5，理想的是如圖所示，2片重疊起來設(shè)置，以確保上下兩面間的溫度差。
上述冷卻部分6具備使冷卻水流動的冷卻流道6a，該冷卻流道被連接到冷水供給源上。
在上述熱處理裝置1上還具備有檢測傳熱板2的溫度并輸出信號的溫度傳感器8和控制器9。該控制器9是用溫度傳感器8的輸出信號控制送往電加熱器3和各個珀耳帖器件5的通電量，調(diào)節(jié)傳熱板2的溫度的控制器，向電加熱器3供給交流電流，向珀耳帖器件5供給直流。此外，供往該珀耳帖器件5的直流電流可以切換其流向。
在上述傳熱板2上，正三角形狀地設(shè)有3個把要進行熱處理的工件W支持為在與傳熱面2a之間僅僅保持很小的間隙的狀態(tài)的球狀的頂端的襯墊10。這些襯墊10，用圖中未畫出來的適當(dāng)?shù)纳笛b置，使之可以上升到比圖中所示的位置更往上方突出的位置。
采用設(shè)置這樣的襯墊10的辦法，由于在傳熱板2的上表面與工件W之間形成很小的間隙，故雖然傳往工件W的熱傳導(dǎo)量有若干減少，但是卻可以借助于該間隙使工件W的加熱或冷卻變得更為均一。
在具有上述構(gòu)成的熱處理裝置中，在加熱工件W的時候，使在上述珀耳帖器件5流過使傳熱板2一側(cè)變成為加熱一側(cè)的方向的直流電流，使在電加熱器3流過交流電流。這樣一來，傳熱板2就被上述電加熱器3和珀耳帖器件5加熱，結(jié)果就成為傳熱面2a上邊的工件W被均勻地加熱。在這種情況下，使得適當(dāng)?shù)睦鋮s水流過冷卻部分6的冷卻流道6a。
上述傳熱板2的溫度，采用由溫度傳感器8輸出的信號，控制器9調(diào)節(jié)送往電加熱器3和珀耳帖器件5的通電量的辦法精密地進行控制。
這樣一來，由于采用把上述電加熱器3配設(shè)得比珀耳帖器件5還靠近傳熱板2一側(cè)，在該電加熱器3的外側(cè)設(shè)置珀耳帖器件5的辦法，就可以用上述電加熱器3直接加熱傳熱板2全體，可以防止在存在上述珀耳帖器件5的部分和不存在上述珀耳帖器件5的部分之間，在該傳熱板2上產(chǎn)生溫度差，所以，可以確實地使該傳熱板2上的傳熱面2a全體的溫度分布均一化。而且，來自上述多個珀耳帖器件5的熱，由于用中間板4擴散后均等地傳導(dǎo)到整個傳熱板2上，故結(jié)果是用這種辦法也可以進一步促進傳熱板2的溫度分布的均一化。
此外，由于用增減送往珀耳帖器件5的通電量的辦法可以簡單地調(diào)整傳熱板2的溫度，故該傳熱板2的溫度設(shè)定和調(diào)整是容易的。
在調(diào)低工件W的加熱溫度的時候，由于只要使反向電流流過上述珀耳帖器件5即可，且因此該珀耳帖器件5的傳熱板2一側(cè)將變成冷卻一側(cè)，故可以使該傳熱板2的溫度降低。
此外，在對加熱處理后的工件W進行冷卻處理時，由于采用使上述電加熱器3變成OFF的同時，如上所述那樣地使反向的直流流過上述珀耳帖器件5的辦法，該珀耳帖器件5的傳熱板2一側(cè)將變成冷卻一側(cè)，故傳熱板2的熱就通過該珀耳帖器件5向冷卻部分6移動，使該傳熱板2的溫度迅速地下降。
因此，在工件W的溫度比傳熱板2的設(shè)定溫度高時，和在冷卻被傳熱板2加熱后的工件W的情況下，如上所述，只要進行切斷送往電加熱器3的通電，同時使送往多個珀耳帖器件5的通電方向反過來的操作即可。
在這種情況下，由于珀耳帖器件5的加熱一側(cè)被冷卻部分6散熱，故珀耳帖器件5的冷卻效率提高。
權(quán)利要求
1.一種薄板狀工件的熱處理裝置，其特征是具有在上表面上具備有用來向薄板狀的工件傳熱的傳熱面的傳熱板；在上述傳熱板的下部被配設(shè)得可以均等地加熱上述整個傳熱面的電加熱器；在上述電加熱器的下部被排列配設(shè)得介以該電加熱器可以加熱上述傳熱板的多個珀耳帖器件；以及配設(shè)于上述珀耳帖器件的下部的冷卻部分。
2.權(quán)利要求1所述的熱處理裝置，其特征是通過把發(fā)熱體埋設(shè)于具有耐熱性、傳熱性和電絕緣性的外皮之內(nèi)的辦法，上述電加熱器形成為薄板狀，同時形成為具有與上述傳熱板的整個傳熱面對應(yīng)的大小。
3.權(quán)利要求2所述的熱處理裝置，其特征是在上述電加熱器與珀耳帖器件之間，把由傳熱性良好的材料構(gòu)成的中間板設(shè)置得把電加熱器覆蓋起來；該中件板兼為用來推壓保持上述電加熱器的裝置和使來自上述多個珀耳帖器件的熱進行擴散，以均等地向整個傳熱板傳熱的裝置。
4.權(quán)利要求1所述的熱處理裝置，其特征是在厚度方向上多個重疊地設(shè)置上述珀耳帖器件。
5.權(quán)利要求1所述的熱處理裝置，其特征是該熱處理裝置具有檢測上述傳熱板的溫度并輸出信號的溫度傳感器；和根據(jù)該溫度傳感器的輸出信號控制給上述電加熱器和珀耳帖器件的通電的控制器。
全文摘要
在用來向薄板狀的工件傳熱的傳熱板的下部,介以電加熱器配置多個珀耳帖器件的同時,配置冷卻部分。
文檔編號H01L23/34GK1213791SQ9812085
公開日1999年4月14日 申請日期1998年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月30日
發(fā)明者原田隆之 申請人:速睦喜股份有限公司